Verfahren zur Verminderung der durch eine benachbarte Energieleitung induzierten Ströme in den Innenleitern koaxialer Leitungen mit Gleichstromfernspeisung in Fernmeldekabeln Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Ver minderung von durch eine benachbarte Energieleitung induzierten Störströmen in den Innenleitern von Ko- axialleitungen mit Gleichstromfernspeisung in Fern meldekabel, wobei insbesondere ferngespeiste Zwi schenverstärker zwischen den Hauptverstärkerämtern vorausgesetzt werden, mit dem Kennzeichen,
dass zwi schen die Aussenleiter und den metallenen Aussen mantel des Fernmeldekabels entweder an Kabelab- schnitts-Endstellen, die speisenden Hauptverstärker ämtern zugeordnet sind, oder an möglichst gleichmäs sig auf die ganze Kabelstrecke verteilten Stellen Induk- tivitäten mit Wirkwiderständen geschaltet werden.
Die Grössen dieser mit L, bzw. L, bezeichneten Induktivi- täten und ihrer Wirkwiderstände sollen vorzugsweise nach den Gruppen 5, 6 und 10 der in der Hauptpa- tentschrift angegebenen und näher erläuterten Be stimmungsgleichungen gewählt werden.
In diesen Gleichungen hat der kilometrische Kapa zitätswert C23 bzw. der Teilstreckenkapazitätswert C'23 der Kapazität zwischen dem Aussenleiter 2 oder bei Mehrtubenkabeln den Aussenleitern 2 und dem me tallischen Kabelmantel 3 einen massgeblichen Einfluss. Nach den bisherigen Erfahrungen konnten die Kapa zitäten C23 bzw. C'23 als im Verlauf der durchgeschal teten Kabelstrecke gleichmässig verteilt angenommen werden.
Die inzwischen mit Erfolg durchgeführte prakti sche Anwendung des Verfahrens gemäss dem Haupt patent hat nun zu der Erkenntnis geführt, dass diese Annahme nicht immer berechtigt ist, sondern dass es Fälle mit ungleichmässiger Verteilung der Kapazitä ten C23 bzw. C'23 längs der zu entstörenden Kabel- strecke gibt.
Es wäre umständlich und auch schwierig, in diesen Fällen die Grössen der einzuschaltenden In- duktivitäten gemäss der im Prinzip auch hier ungeän- dert anzuwendenden Lehre des Hauptpatents mittels der zu ihrer Ausführung im Einzelfall angegebenen Bestimmungsgleichungen rechnerisch zu ermitteln.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Grösse der entweder an Kabel- abschnitts-Endstellen, die den Hauptverstärkerämtern zugeordnet sind, oder an auf die Kabelstrecke ver teilten Stellen zwischen die Aussenleiter und den Ka belmantel einzuschaltenden Induktivitäten mittels einer Resonanzmethode empirisch bestimmt wird.
Es ist zweckmässig, diese Massnahme nacheinan der auf jeweils nach den örtlichen Verhältnissen aus gewählte Teilstrecken der beeinflussten Gesamtstrek- ke anzuwenden. Das neue Verfahren lässt sich ge- mäss weiterer Erkenntnis auch in den rechnerisch be herrschbaren Fällen anwenden. Der Erfindung liegen die folgenden t?berlegungen zugrunde.
Es lässt sich nachweisen, dass unabhängig von Ort und Länge der Beeinflussungsstrecke folgende Glei chungen gelten: für den Strom im Innenleiter bei gleichmässig ver teilten Leitwerten: J1 = K, G'12 G'23, (1) für den Strom im Aussenleiter J2 = K2.
G'23. (2) K1 ist ein dimensionsbehafteter Ausdruck, der sich aus der Gleichungsgruppe 8 der Hauptpatent schrift nach Eliminierung der Grössen G'12 und G'23 ergibt. K2 ist ein anderer, aber ähnlich abzuleitender Ausdruck.
Die Grössen K1 und K2 sind dabei für den glei chen Beeinflussungsfall konstant. G'12 und G'23 sind die aus der Hauptpatentschrift übernommenen, auf kurze Kabelteilstrecken (s der Hauptpatentschrift) be zogenen Leitwerke.
Der Leitwert G'23 soll durch Einschaltung einer Resonanzinduktivität L', auf einen möglichst kleinen Wert gebracht werden. Es gilt dabei für die kurzen Teilstrecken die Gleichung
EMI0002.0017
wobei insoweit abweichend von der Hauptpatent schrift L', die auf kurze Teilstrecken bezogene In duktivität und<B>IV,</B> der ebenfalls auf kurze Teilstrek- ken bezogene Wirkwiderstand der Induktivität sein sollen.
Die Grösse G'23 und damit auch die Grössen J1 und J2 werden für den Resonanzfall
EMI0002.0028
ein Minimum. Da es sich um die Beeinflussung durch technische Frequenzen handelt, kann man statt kur zer Teilstrecken auch grössere Strecken betrachten, bei denen an einer zu wählenden Stelle eine kon zentrierte Induktivität L" mit einem Wirkwiderstand R, zwischen Aussenleiter und Erde eingeschaltet wird.
Aus (1) und (2) ergibt sich, wie oben schon er wähnt, dass eine Verkleinerung des Stromes J2 gleichzeitig eine Verkleinerung des Stromes J1 zur Folge hat. Da J2 wesentlich grösser ist als J1, lässt sich mit Hilfe des erstgenannten Stromes der Reso nanzfall viel genauer ermitteln. Dies gilt auch bei ungleichmässig verteilten Leitwerten.
Zur weiteren Erläuterung im Sinne eines Aus- führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr die beiden Figuren der Zeichnung dienen.
In beiden Figuren bedeuten übereinstimmend mit den Figuren der Hauptpatentschrift 0 die störende Energieleitung, 1 den Innenleiter, 2 den Aussenleiter und 3 den Kabelmantel. Der Kabelmantel wird in den nachfolgend behandelten Beispielen als geerdet ange nommen, so dass die Erde E nicht besonders darge stellt ist.
Abweichend von der Hauptpatentschrift wird fer ner angenommen, dass die Störbeeinflussung nur auf einer kurzen Strecke erfolgt, was durch den geknick ten Kurvenzug für 0 dargestellt wird; dieser Fall einer kurzstreckigen und dabei starken Störbeeinflussung ist nämlich kritischer als der Fall gleichmässiger Be einflussung, lässt sich jedoch mit der Erfindung be handeln. Der Schwerpunkt der Beeinflussung ist an der Stelle B der Kabelstrecke AC von der Länge 1 = a + b angenommen.
Um die Resonanzmethode unabhängig von der natürlichen Beeinflussung anwenden zu können, emp fiehlt es sich, an der Schwerpunktstelle B in den Lei- tern künstliche Wechsel-Längsspannungen zu induzie ren, die in den Figuren durch Symbole üblicher Art angedeutet sind.
In Fig. 1 werden gleich grosse Längsspannungen in beiden Leitern 1 und 2 indu ziert, in Fig. 2 dagegen nur eine Längsspannung im Leiter 2. In beiden Figuren soll die Einschaltung der Resonanzinduktivität L, für die (grosse) Teilstrecke AB - a der Gesamtstrecke AG - 1 gezeigt wer den. Die Grösse dieser Resonanzinduktivität wird in Ausführung der Erfindung empirisch auf folgende Weise bestimmt.
In Fig. 1 werden bei B, dem Schwerpunkt der beeinflussten Gesamtstrecke, der Innenleiter 1 und der Aussenleiter 2 in Richtung C mit dem Kabelman- tel 3 verbunden und damit an Erde gelegt. An einem geeignet erscheinenden Ort zwischen A und B wird zwischen den Aussenleiter 2 und den Kabelmantel 3 eine veränderbare Induktivität L, eingeschaltet. Durch Verändern der Induktivität L, wird der Strom J2 auf Minimum gebracht.
Hierbei kann die Strom stärke in dem nicht unterbrochenen Aussenleiter 2 z. B. mit einem Zangenstromwandler abgelesen wer den. Der zugehörige Wert von Lq ist dann schon die gesuchte Resonanzinduktivität.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der nur eine künstlich induzierte Längspannung im Aussenleiter 2 erforderlich ist. Da sich hierbei im Abschnitt AB die Leiter 1 und 2 am gleichen Potential befinden, ist der Strom J2 nur eine Funktion vom Leitwert der Strecke AB.
In entsprechender Weise kann man die Resonanz induktivitäten auch für die anderen Teilstrecken der beeinflussten Koaxialkabelstrecke bestimmen. Man kann auch mehrere Induktivitäten auf verschiedene Orte der jeweiligen Teilstrecke verteilt einschalten.